DE1789052A1 - Arrangement for starting discharge lamps, especially fluorescent lamps, without a starter - Google Patents

Arrangement for starting discharge lamps, especially fluorescent lamps, without a starter

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DE1789052A1 DE19681789052 DE1789052A DE1789052A1 DE 1789052 A1 DE1789052 A1 DE 1789052A1 DE 19681789052 DE19681789052 DE 19681789052 DE 1789052 A DE1789052 A DE 1789052A DE 1789052 A1 DE1789052 A1 DE 1789052A1
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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

Anordnung zum starterlosen Zünden von Entladungslampen, insbesondere LeuchtstofflampenArrangement for starterless ignition of discharge lamps, especially fluorescent lamps

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum starterlosen Zünden von über ein Vorschaltgerät, insbesondere einen Wechselrichter, betriebenen Entladungslampen mit vorgeheizten Elektroden und einer äußeren Elektrode als kapazitive Zündhilfe sowie einem Kondensator, der über Gleichrichter auf eine Spitzenspannung aufgeladen und dann selbsttätig über die Entladungsstrecke der Lampe entladen wird.The invention relates to an arrangement for the starterless ignition of a ballast, in particular one Inverter, operated discharge lamps with preheated electrodes and an outer electrode as a capacitive starting aid as well as a capacitor, which is charged to a peak voltage via a rectifier and then automatically via the Discharge path of the lamp is discharged.

Zum Zünden von Leuchtstofflampen ist es bekannt, zunächst die Heizwendeln der Lampe vorzuheizen und zwischen den Elektroden der Lampe die LeerlaufZündspannung anzulegen, die bei normalen Temperaturverhältnissen eine Zündung einleitet. Bei starterlosen Schaltungen wird oft auch eine Zündhilfsspannung verwendet, die an einen Zündstreifen oder an Metallteile der Leuchte angelegt wird und durch eine Glimmentladung die Lampe zum Zünden bringt. Im allgemeinen ist die Zündhilfsspannung des Zündstreifens höher als die an den Lampenelektroden anliegende Leerlaufspannung. Um bei niedrigen Speisespannungen oder niedrigen Umgebungstemperaturen der Lampe eine sichere Zündung zu erzielen, müßte zwischen der Zündhilfe und der Lampe eine sehr hohe Spannung liegen, die aber aus Sicherheitsgründen nicht erwünscht ist.To ignite fluorescent lamps, it is known to first preheat the heating coils of the lamp and between the Electrodes of the lamp to apply the no-load ignition voltage, the initiates ignition under normal temperature conditions. In the case of starterless circuits, an auxiliary ignition voltage is often used used, which is applied to an ignition strip or to metal parts of the lamp and by a glow discharge causes the lamp to ignite. In general, the auxiliary ignition voltage of the ignition strip is higher than that on the lamp electrodes applied open circuit voltage. To at low supply voltages or low ambient temperatures of the lamp to achieve reliable ignition, would have to be between the ignition aid and the lamp has a very high voltage, but this is not desirable for safety reasons.

Um unter ungünstigen Betriebsverhältnisaen, z.B. bei extremen Rohrwandtemperaturen der Lampe, eine Zündung zu erzielen, ist es auch bekannt, die Zündspannung für die Entladungslampe durch Kondensatoren im Lampenstronipfad zu erhöhen (deutsche Auslegeschrift 1 042 116). Dabei werden die Kondensatoren über Gleich-In order to achieve ignition under unfavorable operating conditions, e.g. at extreme tube wall temperatures of the lamp It is also known to increase the ignition voltage for the discharge lamp by using capacitors in the lamp current path (German Auslegeschrift 1 042 116). The capacitors are

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

- 2 - VPA 68/8278- 2 - VPA 68/8278

richter in Parallelschaltung auf eine entsprechende Spitzenspannung aufgeladen und durch eine mechanische Schaltvorrichtung danach in Reihenschaltung über die Entladungsstrecke der Lampe entladen. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß zum Zünden der Lampe eine mechanisch betätigte Schaltvorrichtung erforderlich ist.rectifier connected in parallel to a corresponding peak voltage charged and then connected in series over the discharge path by a mechanical switching device discharged from the lamp. This embodiment has the disadvantage that a mechanically operated switching device is used to ignite the lamp is required.

Es ist auch eine Schaltungsanordnung bekannt geworden, bei der die Lampe an einem Streutransformator angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung die Betriebsspeisespannung für die Lampe liefert und der mit Heizwicklungen für die Elektrodenvorheizung versehen ist (deutsche Auslegeschrift 1 098 608).There is also a circuit arrangement has become known in which the lamp is connected to a leakage transformer, the The secondary winding supplies the operating voltage for the lamp and the one with heating windings for the electrode preheating is provided (German Auslegeschrift 1 098 608).

Ein zwischen der die Betriebsspannung liefernden Sekundärwicklung und einer Lampenelektrode eingeschalteter Kondensator wird mit einer Gleichspannung so langsam aufgeladen, daß er erst dann, wenn die Lampe innerhalb der für die normale Zündung vorgesehenen Zeit nicht gezündet hat, den Endwert seiner Ladespannung erreicht und seine Gleichspannung der an den Lampenelektroden liegenden Leerlaufspannung des Transformators Überlagert. Dabei wird durch die über einen Schutzwiderstand an den Transformator angeschaltete äußere Elektrode eine Vorionisierung der Lampe eingeleitet. Bei bestimmten Betriebsverhältnissen kann auf diese Weise eine Zündung der Lampe herbeigeführt werden. Nach erfolgter Zündung der Lampe ist die Gleichspannung nicht mehr wirksam. 'A capacitor connected between the secondary winding supplying the operating voltage and a lamp electrode is also connected A DC voltage is charged so slowly that it is only then when the lamp is within the range provided for normal ignition Time has not ignited, has reached the final value of its charging voltage and its DC voltage that of the lamp electrodes superimposed open circuit voltage of the transformer. Included the lamp is pre-ionized by the external electrode connected to the transformer via a protective resistor initiated. In certain operating conditions, the lamp can be ignited in this way. To Once the lamp has been ignited, the DC voltage is no longer effective. '

Bei dieser bekannten Ausführung kann bei tieferen Temperaturen durch die äußere Elektrode in der Lampe eine Glimmentladung hervorgerufen werden, die soviel Energie aufnimmt, daß über den Gleichrichter eine ausreichende Aufladung des Kondensators nicht mehr erfolgt, die einen Dunhbruch der Entladung zu einer Bogenentladung bewirken könnte. Die Entladung in der Lampe bleibt dann im Zustand der Glimmentladung.In this known embodiment, a glow discharge can occur through the external electrode in the lamp at lower temperatures caused, which absorbs so much energy that a sufficient charge of the capacitor via the rectifier no longer takes place, causing a Dunhbruch of the discharge to one Could cause an arc discharge. The discharge in the lamp then remains in the state of glow discharge.

Es ist ferner eine Schaltungsanordnung ζψα starterlosen ZündenThere is also a circuit arrangement ζψα starterless ignition

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1789Q521789Q52

- 3 - VPA 68/8278- 3 - VPA 68/8278

von Niederspannungs-Leuchtstofflampen bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 144 401), die mit außen an der Lampe angeordneten Starthilfsstreifen versehen sind, an welche in einer Resonanzschaltung erzeugte Spannungen angelegt werden, deren Auftreten zur Sicherung einer genügenden Elektrodenvorheizung durch einen im Resonanzkreis liegenden Heißleiter verzögert wird. Auch bei dieser Schaltung können sich bei tiefen Temperaturen Startschwierigkeiten ergeben.known from low-voltage fluorescent lamps (German Auslegeschrift 1 144 401), which are provided with starting aid strips arranged on the outside of the lamp, to which in a resonance circuit generated voltages are applied, the occurrence of which to ensure sufficient electrode preheating by a NTC thermistor lying in the resonance circuit is delayed. This circuit can also have starting difficulties at low temperatures result.

Es ist auch bekannt, gasgefüllte Leuchtröhren mit Hochfrequenzstrom zu speisen, um die Lichtausbeute der Lampe zu erhöhen (österreichische Patentschrift 194 007). Bei dieser Ausführung wird zur Erzeugung des Hochfrequenzstromes ein selbsterregter Generator verwendet, dessen Ausgang über eine Kopplungsinipedanz mit einem Betriebskreis gekoppelt ist, der wenigstens ein gasgefülltes Leuchtgefäß mit einer Impedanz in Reihe mit diesem aufweist.Hier beeinträchtigen aber Blindströme den Wirkungsgrad.It is also known to use gas-filled fluorescent tubes with high-frequency electricity to feed to increase the light output of the lamp (Austrian patent 194 007). In this version a self-excited generator is used to generate the high-frequency current, the output of which is via a couplinginipedance is coupled to an operating circuit which has at least one gas-filled light vessel with an impedance in series with this Here, however, reactive currents impair the efficiency.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Mängel der bekannten Anordnungen su beheben. Dies wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß ein kapazitiver Zündstromkreis vorgesehen ist, der aus der Reihenschaltung eines Leitungspoles einer Wechselspannungsquelle, eines temperaturabhängigen Widerstandes, der äußeren Elektrode, der Gasentladungsstrecke der Entladungslampe, einer Lampenelektrode, einer Heizwicklung des Vorschaltgerätes, dem Kondensator, einer Sekundärwicklung sowie einer weiteren Heizwicklung des Vorschaltgerätes und dem anderen Leitungspol der Wechselspannungsquelle besteht, wobei die Wechselspannungsquelle eine Frequenz von mindestens 10 KHz, insbesondere 15 bis 20 KHz besitzt,und der temperaturabhängige Widerstand derart bemessen ist, daß der kapazitive Zündhilfsstrom eine Zündung der Lampe erst nach Aufladung des Kondensators im Lampenstromkreis bewirkt.The object of the invention is to overcome the shortcomings of the known arrangements su fix. In an arrangement of the type mentioned at the outset, this is achieved in that a capacitive ignition circuit is provided, which consists of the series connection of a line pole of an AC voltage source, a temperature-dependent Resistance, the outer electrode, the gas discharge path of the discharge lamp, a lamp electrode, a heating winding of the ballast, the capacitor, a secondary winding and another heating winding of the ballast and the other line pole of the AC voltage source, the AC voltage source having a frequency of at least 10 KHz, in particular 15 to 20 KHz, and the temperature-dependent resistance is dimensioned such that the capacitive auxiliary ignition current causes the lamp to ignite only after the capacitor in the lamp circuit has been charged.

Durch die hohe Frequenz der ZündhiIfsspannung und deren verzögertes Anlegen über den temperaturabhängigen Widerstand wirdDue to the high frequency of the auxiliary ignition voltage and its delayed Apply via the temperature-dependent resistor

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- 4 - VPA 68/8278- 4 - VPA 68/8278

auch bei sehr tiefen Temperaturen ohne weitere Erhöhung der Zündhilfsspannung und ohne zusätzliche Maßnahmen an der äußeren Elektrode ein ausreichend großer Zündstrom zur Vorionisierung und Zündung der Lampe sichergestellt. Darüber hinaus ist es möglich, die Leerlaufspannung für die Lampe gegenüber der üblichen Leerlaufspannung wesentlich herabzusetzen, z.B. auf einen Wert, der kleiner oder gleich der doppelten Brennspannung der Entladungslampen ist. Dadurch werden die Blindetromanteile der Schaltung stark herabgesetzt und es werden die Kompensationsverhältnisse derart verbessert, daß die Erwärmung des Wechselrichtergerätes vernachläßigbar klein wird. Damit ergibt sich ein besserer Wirkungsgrad und der Vorteil, daß das Wechselrichtergerät einer wesentlich höheren Umgebungstemperatur ausgesetzt werden kann. Zugleich wird die Betriebssicherheit wesentlich erhöht. Ferner wird durch eine schnelle Aufladung des Kondensators mit dem. verzögernden Wirksamwerden des Zündpotentials bewirkt, daß in allen Fällen auch bei tiefsten Temperaturen (z.B. -4O0C) und bei herabgesetzter Anschlußspannung ein sicheres, schlagartiges Durchzünden der Lampe zur Bogenentladung gewährleistet wird, ohne daß die Lampe im Zustand der Glimmentladung hängen bleibt.A sufficiently large ignition current for pre-ionization and ignition of the lamp is ensured even at very low temperatures without further increasing the auxiliary ignition voltage and without additional measures on the outer electrode. In addition, it is possible to significantly reduce the open circuit voltage for the lamp compared to the usual open circuit voltage, for example to a value that is less than or equal to twice the operating voltage of the discharge lamps. As a result, the reactive power components of the circuit are greatly reduced and the compensation ratios are improved in such a way that the heating of the inverter device is negligibly small. This results in a better efficiency and the advantage that the inverter device can be exposed to a significantly higher ambient temperature. At the same time, operational reliability is significantly increased. Furthermore, by quickly charging the capacitor with the. The delaying effect of the ignition potential ensures that in all cases, even at the lowest temperatures (e.g. -4O 0 C) and with reduced connection voltage, a safe, sudden ignition of the lamp for arc discharge is guaranteed without the lamp getting stuck in the glow discharge state.

Die Erfindung wird anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In Fig. 1 ist die Lampe an eine Sekundärwicklung 2 eines Transformators angeschlossen, der Bauteil einer nicht dargestellten, von einer Versorgungsspannung über die Klemmen 3a gespeisten Wechselrichterschaltung 3 ist. Zur Erhöhung der Leerlaufspannung für die Lampe dienen Kondensatoren 4> die über Gleichrichter 5 aufgeladen und dann über die Entladungsstrecke der Lampe 1 entladen werden. Zur selbsttätigen Entladung des Kondensators dient bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine kapazitiv wirkende äußere Elektrode 6, die über einen temperaturabhängigen Widerstand 7 an eine Zündhilfswicklung 8 des Transformators angeschaltet ist. Der Wechselrichter arbeitet mit einer Frequenz von z.B. 15 kHz. Die Kondensatoren 4 werden über Gleichrichter 5 undThe invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. In Fig. 1 is the lamp connected to a secondary winding 2 of a transformer, the component of an inverter circuit, not shown, fed by a supply voltage via terminals 3a 3 is. Serve to increase the open circuit voltage for the lamp Capacitors 4> which are charged via rectifier 5 and then discharged via the discharge path of lamp 1. To the automatic discharge of the capacitor is used in the arrangement according to the invention, a capacitively acting external one Electrode 6, which is connected to an auxiliary ignition winding 8 of the transformer via a temperature-dependent resistor 7 is. The inverter works with a frequency of e.g. 15 kHz. The capacitors 4 are via rectifier 5 and

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- 5 - VPA 68/8278- 5 - VPA 68/8278

die Vorwiderstände 9 in Parallelschaltung aufgeladen. Der tempera burabhängige Widerstand 7 ist derart bemessen, daß ein kapazitiver Zündhilfsstrom die Zündung der Lampe erst nach Aufladung der Kondensatoren bewirken kann. Bei der Zündung der lampe werden die Kondensatoren in Reihe miteinander über die Lampenelektroden 1a entladen. Dabei werden während des verzögerten Zündeinsatzes die Lampenelektroden von den Wicklungen 2a vorgeheizt.the series resistors 9 charged in parallel. The tempera bur-dependent resistor 7 is dimensioned such that a capacitive auxiliary ignition current can cause the lamp to ignite only after the capacitors have been charged. In the Ignition of the lamp, the capacitors are discharged in series with one another via the lamp electrodes 1a. Doing this during of the delayed ignition, the lamp electrodes are preheated by the windings 2a.

Es ist zweckmäßig, wie in Fig. 2 dargestellt, die äußere Elektrode an den Verbindungspunkt 11 eines aus dem temperaturabhängigen Widerstand 7 und einem Ohm1sehen Widerstand 10 gebildeten Spannungsteilers anzuschließen und die äußeren Enden 12 dieses Spannungsteilers an solche Klemmen 13> H der Transformator-Sekundärwicklungen anzuschließen, die eine möglichst große Potentialdifferenz aufweisen. Dadurch wird gegenüber der vereinfachten Ausführung gemäß Pig. 1 die Aufheizung des Heißleiters durch den Stromkreis; Klemme 13 — temperaturabhängiger Widerstand (Heißleiter) 7 - Widerstand 10 - Klemme 14 Reihenschaltung der Transformatorwicklungen 2a, 2, 2a und bewirkt, wodurch unabhängig von der Ausbildung der äußeren Elektrode (des Beleuchtungskörpers) ein schlagartiges Durchzünden der Lampe nach der gewünschten Verzögerung erzielt wird. In vorteilhafter Weise werden die Widerstände 7, 10 des Spannungsteilers so bemessen, daß"sich bei kaltem Zustand der Widerstände an der äußeren Elektrode der Lampen ein Potential einstellt, das möglichst im Bereich der Mitte der Potentiale beider Lampenelektroden 1a liegt.It is useful, as shown in Fig. 2, to connect the outer electrode to the connection point 11 of a voltage divider formed from the temperature-dependent resistor 7 and an ohm 1 see resistor 10 and the outer ends 12 of this voltage divider to such terminals 13> H of the transformer To connect secondary windings that have as large a potential difference as possible. As a result, compared to the simplified version according to Pig. 1 the heating of the thermistor by the circuit; Terminal 13 - temperature-dependent resistor (NTC thermistor) 7 - resistor 10 - terminal 14 Series connection of the transformer windings 2a, 2, 2a and causes the lamp to ignite suddenly after the desired delay regardless of the configuration of the outer electrode (the lighting fixture). Advantageously, the resistors 7, 10 of the voltage divider are dimensioned so that "when the resistors are cold, a potential is established at the outer electrode of the lamps which is as close as possible to the middle of the potentials of both lamp electrodes 1a.

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Claims (2)

PatentansprücheClaims 1. Anordnung zum starterlosen Zünden von über ein Vorschaltgerät, insbesondere einen Wechselrichter, betriebenen Entladungslampen, vorzugsweise Leuchtstofflampen,f mit vorgeheizten Elektroden und einer äußeren Elektrode als kapazitive Zündhilfe sowie einem Kondensator, der über Gleichrichter auf eine Spitzenspannung aufgeladen und dann selbsttätig über die Entladungsstrecke der Lampe entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein kapazitiver Zündstromkreis vorgesehen ist, der aus der Reihenschaltung eines Leitungspoles einer Wechselspannungsquelle (8), eines temperaturabhängigen Widerstandes (7)> der äußeren Elektrode (6), der Gasentladungsstrecke der Entladungelampe (1), einer Lampenelektrode (1a), einer Heizwicklung (2a) des Yor- - schaltgerätes (3), dem Kondensator (4), einer Sekundärwicklung (2) sowie einer weiteren Heizwicklung (2a) des Vorschaltgerätes (3) und dem anderen Leitungspol der Wechselspannungsquelle (8) besteht, wobei die Wechselspannungsquelle eine Frequenz von mindestens 10 kHz, insbesondere 15 bis 20 kHz besitzt ,und der temperaturabhängige Widerstand (7) derart bemessen ist, daß der kapazitive Zündhilfsstrom eine Zündung der Lampe (1) erst nach Aufladung des Kondensators (4) im Lampenstromkreis bewirkt.1. Arrangement for starterless ignition via a ballast, in particular an inverter, operated discharge lamps, preferably fluorescent lamps, f with preheated Electrodes and an outer electrode as a capacitive ignition aid as well as a capacitor, which has a rectifier charged to a peak voltage and then automatically discharged via the discharge path of the lamp, characterized in that a capacitive ignition circuit is provided which consists of a series connection of a line pole an alternating voltage source (8), a temperature-dependent resistor (7)> the outer electrode (6), the gas discharge path of the discharge lamp (1), one Lamp electrode (1a), a heating winding (2a) of the Yor - switching device (3), the capacitor (4), a secondary winding (2) and another heating coil (2a) of the ballast (3) and the other line pole of the AC voltage source (8), the AC voltage source having a frequency of at least 10 kHz, in particular 15 to 20 kHz, and the temperature-dependent resistor (7) is dimensioned such that the capacitive Auxiliary ignition current to ignite the lamp (1) only after charging of the capacitor (4) in the lamp circuit. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode (6) an den Verbindungspunkt (11) eines aus dem temperaturabhängigen Widerstand (7) und einem Ohm1sehen Widerstand (10) gebildeten Spannungsteilers angeschlossen ist und daß die äußeren Enden'(12) dieses Spannungsteilers an solche Klemmen (13, 14) der Transformator-Sekundärwicklungen angeschlossen sind» die eine möglichst große Potentialdifferenz aufweisen.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the ignition electrode (6) is connected to the connection point (11) of a voltage divider formed from the temperature-dependent resistor (7) and an ohm 1 see resistor (10) and that the outer ends' ( 12) of this voltage divider are connected to terminals (13, 14) of the transformer secondary windings which have as large a potential difference as possible. Neue Unterlagen (Art7|1Ai».2Nr.TS«tz3dMXMtanmga0M.v.4.9.19e7kNew documents (Art7 | 1Ai ".2Nr.TS" tz3dMXMtanmga0M.v.4.9.19e7k 109882/0720109882/0720 - 7 - VPA 68/8278- 7 - VPA 68/8278 Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (7, 10) des Spannungsteilers so bemessen sind, daß sich bei kaltem Zustand der Widerstände an der kapazitiven Zündelektrode der Lampe ein Potential einstellt, das mindestens annähernd in der Mitte zwischen den Potentialen beider Lampenelektroden (1a) liegt.Arrangement according to claim 2, characterized in that the resistors (7, 10) of the voltage divider are dimensioned so that when the resistors are cold, the capacitive ignition electrode of the lamp sets a potential that is at least approximately in the middle between the potentials both lamp electrodes (1a). 109882/0720109882/0720 LeerseiteBlank page
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